原油长输管道腐蚀防护分析

原油长输管道腐蚀防护分析

1中国长输管道的现状原油生产有五种运输方式，即铁路、公路、水运、交通运输和管道运输。其中原油长输管道具有安全性高、能耗低、输送量大、成本低和经济效益好等优势,是输送原油的最好方式。近几十年来,中国长输管道技术不断发展,水平逐渐提高,特别是高凝含腊原油的加热输送、原油热处理、高压输送及添加剂综合处理工艺已达到或接近国际先进水平。但是,原油长输管线在服役过程中,由于腐蚀、原油杂质与管壁摩擦造成的磨损以及意外损伤等因素,不可避免会造成管线的局部减薄、损坏甚至发生泄漏事故,轻则影响原油的输送、供应,重则会造成输送系统的瘫痪甚至起火、爆炸等事故。为保证原油长输管线安全运行,必须掌握其运行过程中的固有规律,否则会造成巨大的经济损失和严重的人员伤亡。2保密送安全技术措施2.1压力管线的总体设计原则原油长输管线的规划设计是保证安全运行,确定管线结构框架和制定事故预防措施的基础。在管线的规划设计阶段需要进行大量的测绘工作,并对测绘结果作出详细分析,以避免潜在的风险。总体规划时,应该依照国家和地区的长期发展规划以及石油资源情况选择线路和直径,所选择的路线要求经济、安全,并避开地震多发区、高山峡谷、大河和人口稠密的城镇。管线的安全投资要进行可行性和风险评估。压力管线系统的总体设计应首先考虑如下几方面:①合理选择管径并设置泵站,尽量选择适于环境的高质量钢管,考虑壁厚裕量和管线的抗压能力,减少泵站和加热站数量以减少投资,运用从泵到泵的密闭输送模式减少能耗和环境污染;②按电力负荷等级采用双电源或双回路,保证电力供应安全,特殊情况要配备应急电源或内燃机发电机组;③确保泵、加热炉以及其他设备的正常工作,且高效可靠地运行,应急设备和不稳定系数应保存下来;④应该采用可靠、先进的监控系统和安全防范措施。2.2由预警系统的角度管道常规损坏如泄漏、管壁腐蚀及防腐层破损等,主要采用基于管道外形、电学性质、声学性质、流体状态、流体性质以及随管道敷设泄漏敏感线等监测方法。然而,近年来由于第三方破坏、腐蚀、设计和操作失误等使原油长输管道遭受的破坏(比如以盗窃为目的的钻孔破坏)更具隐蔽性。如果盗窃原油的过程很缓慢,就不会在液体内形成明显的负压波或声波,即使出现并监测到了负压波,当巡逻员到达出事地点也为时已晚。所以,应对盗窃之前即打孔破坏阶段进行监测,防患于未然。为此,宜采用先进的安全监控系统保证原油管道长距离密闭输送的安全运行。2.2.1管线压力保护原油管道的管理系统是一个集中分布式的监控系统,在处理中心采用集中监控,各个站点采用健在式监控。在一体化的监控和处理下,管道采用分层控制和序列控制方式。一个泵站通常有三层控制:第一层:处理中心遥控。正常运行时,整条管道系统处于中心控制之下,各个站点的控制指令不产生效果。第二层:站控室遥控。每个站点都配备有终端控制计算机设备,泵站操作员可以通过控制台监控泵站运行。第三层:区段控制。根据区段仪表的指示,通过按钮可控制相关冷门和设备,从而为管线维修提供方便。同时具有处理中心和站控室的相关功能。设置三层控制方式主要考虑以下几下方面:(1)中心监控方式适用于大多数情况。处理中心的快速处理能力可以大大提高对整条管道运行过程的监控力度,以达到安全、节能和高效密闭运行的目的。这种监控方式对整条管线设备的完善性有严格的要求;采取这种监控方式时,站控终端机器只能用于监督而不能进行控制。(2)如果中心监控失败,站级监控就成为实现管线监视和后备技术措施的基础。当SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition监控与数据采集)系统的遥控通信渠道和主要设备发生故障或出现其他特殊情况时,站控终端就被置于站级控制之下,处理中心的快速处理机用电话指示操作员在相关站控终端实施必要的操作。即监控中心的控制指令不可用。(3)区段监控方式的设置是为了方便或维修。至于泵组,每个泵都设有一组“停”、“手动”和“自动”开关,选择“自动”,处理中心或者站控室用控制板控制输油泵等相关设备。否则,设备不受监控系统的控制。维修时,区段控制可以有效地保护人员的安全。为进一步提高控制的可靠性,系统采用序列控制,即如果第一顺序控制失效,第二顺序就会发生作用,以此类推。压力保护应按以下顺序控制:①压力控制器自动控制调节阀和节流阀;②控制程序自动保护输油泵的关闭;③高压阀自动泄压;④站出口压力开关控制泵的关闭;⑤泵出口压力开关控制泵的关闭。2.2.2安全防护(1)入口管道的超低压保护计算机或者仪表一旦出现故障,都有相应的措施保护。如泵入口管道的超低压保护,当泵入口管道压力超低时,压力开关就关闭所有正在运行的泵设备。主发动机采用电流差、过电流和低压保护,故障警报信息会被传输到站控设备和处理中心。(2)测量条件监控泵工况监控器性能要可靠,能对泵组、定子和线圈的温度,振动情况以及机械密封的泄漏情况进行监控。站控室仪表、站控设备和处理中心都能显示警报和泵的浸没信息。必须配备一套清管器自动过站系统和用于确定清管器反向时间的计算机软件。(3)低压阀采用安全可靠的高低压泄压阀,该类阀门带有一套控制系统,密闭输送时发生水击或者出入口压力过低时,高低泄压阀会自动打开,确保管线安全运行。该系统联合自动压力调节、泵设备逻辑控制、自动压力保护以及自动通压等技术,可保障整条管线运行的绝对安全。(4)采用先进的水击控制软件整条管线都实行水击实时预先保护,由处理中心实施。设计时采用先进的水击计算软件和控制软件,管线系统中任一站点发生水击时,水击信号可迅速传送至控制中心,控制中心通过计算机进行识别并发送保护指令给上游和下游站点,以执行限流和关闭等操作。(5)额外支持系统的检测和保护设计时应采用可靠的仪表和电气设备组成独立系统,对操作设备的附加系统进行控制保护,例如控制污油池的液面高度和温度。3工艺系统及安全管理技术的应用控制(1)大多数管道泄漏事故都是由自然腐蚀引起的,因此应该采取有效的腐蚀防护措施,并进行周期性的检修。阴极保护和牺牲阳极保护可以保证管线长时间稳定运行,其中阴极保护效果较好。但是覆盖层老化的管道实施阴极保护极为困难。按照管道所处的各种条件来考虑不同的阴极保护方法,可以很好地控制腐蚀,延长管道寿命。对阴极保护方案选择应着重考虑以下几点:①带覆盖层的钢质管道,在正常条件下,阴极保护准数应选用-0.85V(相对于CSE);②位于杂散电流影响区、与其他管道相连接或硫酸盐强腐蚀区的管道,应考虑另外的阴极保护准数;③受覆盖层剥离、杂散电流影响的管道保护,可借助检测站与管道相连的埋地电阻(E/R)探针进行腐蚀监测;④在潮湿的硫酸盐化环境中的管道,阴极保护准数选用100mV的极化电位,可降低钢管的腐蚀速率。(2)以原油管道的检测技术、可靠性分析与安全评价等完整性评价新技术为基础,考虑原油管道的累积损伤、工程灾害及检测维修等多种因素的影响,对管道系统在各种载荷工况下整个寿命周期内安全可靠性进行系统仿真研究,在复杂环境载荷作用下的安全可靠性进行预测、评估,以及对现实管道进行实时监测与控制;利用集安全监测及控制技术、管道安全可靠性智能评估技术于一体的管道数字化安全仿真技术,在安全仿真环境下对管道全寿命周期内的安全可靠性进行精确的仿真;应用GIS技术,解决管道系统在复杂环境载荷作用下的安全可靠性评估与预测的技术难点,实现早期反馈和安全控制,形成原油管道安全运行的数字化系统。该系统是以计算机建模技术、仿真技术为基础,集智能和结构安全评估为一体的多学科综合系统技术。(3)原油长输管道输送过程安全包括设备或系统安全、人身和公众安全、职业卫生健康和环境安全。现代化的安全管理要从主要抓事故原因分析调查、总结,转变为事前对隐患的预测和控制,把风险降低到当前可以接受的水平。除了进行安全管理外,还应对输送计划、线路、设备、技术和调度等进行管理,而调度管理是运行组织的核心,应精心安排、严格执行。泵站的关键设备要及时检查维修以避免渐发性损失。对于易受自然腐蚀和人为破坏的主要部位要加以保护并进行巡查。当然还应该考虑长输管